(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式で印刷を行う印刷システムであって、
媒体に対してインクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタを内部に収容する減圧室と、
前記インクジェットプリンタを前記減圧室の内部に収容して、少なくとも前記媒体と前記インクジェットヘッドの前記ノズルとの間の領域の気圧を大気圧よりも低い圧力に減圧する減圧手段と
を備え、
前記インクは、モノマー及びオリゴマーの少なくとも一方を主成分として含み、当該主成分の重合により硬化するインクであり、
前記インクに含まれる前記主成分の飽和蒸気圧は、１０ｍｍＨｇ以下であり、
少なくとも前記媒体と前記インクジェットヘッドの前記ノズルとの間の領域の気圧が前記減圧手段により大気圧よりも低い圧力に減圧された状態で、前記インクジェットヘッドは、前記ノズルから前記媒体に対してインクを吐出することを特徴とする印刷システム。
【請求項２】
前記インクは、重合の開始剤を更に含み、前記開始剤の飽和蒸気圧は、１０ｍｍＨｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載の印刷システム。
【請求項３】
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルから、液滴の容量が１ｐｌ以下のインクを吐出することを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷システム。
【請求項４】
前記減圧手段は、前記媒体と前記ノズルとの間の領域の気圧を、０．５気圧以下に減圧することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の印刷システム。
【請求項５】
インクジェット方式で印刷を行うインクジェットプリンタであって、
媒体に対してインクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドを備え、
前記インクは、モノマー及びオリゴマーの少なくとも一方を主成分として含み、当該主成分の重合により硬化するインクであり、
前記インクに含まれる前記主成分の飽和蒸気圧は、１０ｍｍＨｇ以下であり、
前記インクジェットプリンタは、減圧室の内部に収容され、
減圧手段により、少なくとも前記媒体と前記インクジェットヘッドの前記ノズルとの間の領域の気圧は、大気圧よりも低い圧力に減圧され、
少なくとも前記媒体と前記インクジェットヘッドの前記ノズルとの間の領域の気圧が前記減圧手段により大気圧よりも低い圧力に減圧された状態で、前記インクジェットヘッドは、前記ノズルから前記媒体に対してインクを吐出することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項６】
インクジェット方式で印刷を行う印刷方法であって、
モノマー及びオリゴマーの少なくとも一方を主成分として含み、当該主成分の重合により硬化するインクであって、前記主成分の飽和蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下であるインクを用い、
前記インクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタを減圧室の内部に収容し、
減圧手段により、少なくとも媒体とインクジェットヘッドのノズルとの間の領域の気圧を大気圧よりも低い圧力に減圧し、
前記インクジェットヘッドの前記ノズルにより、前記媒体に対して前記インクを吐出することを特徴とする印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷システム、インクジェットプリンタ、及び印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタを用いて高精細画像を印刷する技術が広く用いられている。インクジェットプリンタは、インクの微小な液滴をインクジェットヘッドのノズルから媒体に向かって吐出することにより、印刷を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
インクジェットヘッドのノズルから吐出されたインクの液滴は、媒体に達するまでの間、空気抵抗を受ける。そのため、インクジェットプリンタによる印刷の精度は、空気抵抗の影響を受ける場合がある。例えば、空気抵抗の影響により、媒体上におけるインクの着弾位置のずれや、インクのミスト化等が生じやすくなる場合がある。
【０００４】
これに対して、本願の発明者は、先ず、印刷を行う雰囲気を減圧することにより、空気抵抗を小さくすることを考えた。しかし、鋭意研究を行ったところ、液体のインクを吐出する構造であるインクジェットプリンタにおいては、単に減圧を行おうとしても、インクが安定に使用できる減圧の範囲が狭いため、適切に空気抵抗を低減できないことを見出した。また、この知見に基づき、インクの液滴が受ける空気抵抗の影響を、より適切な方法で軽減することが必要であることを見出した。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる印刷システム、インクジェットプリンタ、及び印刷方法を提供することを目的とする。
【０００５】
尚、本発明の完成後、関連する先行技術を出願人が調査したところ、インクジェットヘッドによるパターニング装置に関する特許文献１を発見した。しかし、特許文献１の構成は、本発明とは全く異なる目的を実現するための構成である。そのため、例えばこの構成をそのままインクジェットプリンタに適用したとしても、本発明にはならない。
【特許文献１】特開２００４−１３４４９０号公報
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）インクジェット方式で印刷を行う印刷システムであって、媒体に対してインクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタを内部に収容する減圧室と、インクジェットプリンタを前記減圧室の内部に収容して、少なくとも媒体とインクジェットヘッドのノズルとの間の領域の気圧を大気圧よりも低い圧力に減圧する減圧手段とを備え、インクは、モノマー及びオリゴマーの少なくとも一方を主成分として含み、当該主成分の重合により硬化するインクであり、インクに含まれる主成分の飽和蒸気圧は、１０ｍｍＨｇ以下であり、少なくとも媒体とインクジェットヘッドのノズルとの間の領域の気圧が減圧手段により大気圧よりも低い圧力に減圧された状態で、インクジェットヘッドは、ノズルから媒体に対してインクを吐出する。
【０００７】
インクの主成分とは、例えば、インクに含まれる割合が最も多い成分である。インク中の主成分の含有量は、例えば５０％以上、好ましくは６５％以上（例えば６５〜８５％）である。モノマー及びオリゴマーの両方を主成分として含む場合、主成分の含有量とは、モノマーとオリゴマーの合計の含有量であってよい。インク全体の蒸気圧は、例えば大気圧の１／２０以下であることが好ましい。また、インクに含まれる主成分の飽和蒸気圧は、より好ましくは、５ｍｍＨｇ以下である。減圧手段は、例えば、少なくとも、媒体とノズルとの間の全体を減圧することが好ましい。
【０００８】
例えば従来公知のインクを用いる場合、ノズルと媒体との間を減圧しようとしても、インクの蒸気圧の影響によりインクの成分が蒸発して、インクの特性が変化するため、十分に減圧を行うことは困難である。そのため、減圧手段を単に用いたとしても、充分に減圧をすることができないため、インクの液滴が受ける空気抵抗の影響を、十分かつ適切に軽減することは困難である。
【０００９】
これに対し、このように構成した場合、例えば、インクの蒸気圧の影響を適切に抑えることができる。また、これにより、例えばノズルと媒体との間を適切に減圧できる。そのため、このように構成すれば、例えば、インクの液滴が受ける空気抵抗の影響を、十分かつ適切に低減できる。
【００１０】
ここで、インクの成分の飽和蒸気圧が低い場合、例えば水性インクやソルベントインクのように、インクの成分を蒸発させてインクを乾燥させようとすると、非常に多くの時間がかかることとなる。しかし、例えば蒸発を早めるために媒体を加熱するとすれば、高い温度まで加熱することが必要になり、熱による媒体の変形等が生じるおそれもある。また、十分にインクを乾燥させることができないと、滲み等の発生により、印刷の品質が低下することとなる。そのため、この印刷システムで用いるインクが、媒体への定着をインクの乾燥により行うインクであるとすると、適切に印刷を行うことが困難になるおそれがある。
【００１１】
これに対し、構成１においては、主成分の重合により硬化するインクを用いることにより、インクの成分の蒸発によらずに、媒体にインクを定着させることができる。そのため、このように構成すれば、インクの成分の飽和蒸気圧が低い場合であっても、適切に印刷を行うことができる。
【００１２】
尚、このインクは、例えば例えば熱硬化型インク、又はＵＶ硬化型インクであってよい。このインクは、電子線等の照射により硬化するインクであってもよい。また、インクに含まれる主成分の飽和蒸気圧とは、例えば、印刷を行う環境下での飽和蒸気圧である。例えば、この飽和蒸気圧は、２５℃における飽和蒸気圧である。また、この飽和蒸気圧は、２５℃、１気圧の大気中における蒸気圧であってよい。
【００１３】
（構成２）インクは、重合の開始剤を更に含み、開始剤の飽和蒸気圧は、１０ｍｍＨｇ以下である。開始剤の飽和蒸気圧は、好ましくは、５ｍｍＨｇ以下である。インクは、上記の主成分に加え、開始剤を含む。インクは、モノマー及びオリゴマーに加えて、開始剤を含んでよい。また、インクは、各種の添加剤を更に含んでもよい。
【００１４】
このように構成すれば、例えば、インクの蒸気圧の影響を、より適切に抑えることができる。また、これにより、例えば、インクの液滴が受ける空気抵抗の影響を、より適切に低減できる。
【００１５】
このインクは、例えば、顔料、分散剤、ゲル化防止剤、及び表面調整剤等を更に備える。このインクにおいては、例えば、実質的な成分の飽和蒸気圧が、いずれも１０ｍｍＨｇ以下であることが好ましい。インクの実質的な成分の飽和蒸気圧は、より好ましくは、例えば、いずれも５ｍｍＨｇ以下である。
【００１６】
尚、インクの実質的な成分とは、例えば、インクジェットヘッド内においてインクの組成物としてインク中に残る成分である。インクの実質的な成分は、このような組成物の全てであることが好ましい。また、実用上、インクの実質的な成分は、このような組成物のうち、例えば、含有量が少ない一部の成分を除いた９５％以上の部分とすることも考えられる。
【００１７】
（構成３）インクジェットヘッドは、ノズルから、液滴の容量が１ｐｌ以下のインクを吐出する。液滴の容量は、好ましくは０．５ｐｌ以下、より好ましくは０．１ｐｌ以下である。
【００１８】
インクの液滴が受ける空気抵抗の影響は、液滴の容量が小さい程大きくなる。そのため、液滴の容量を小さくすると、急激に液滴の飛翔速度が低下して、ミスト化等の問題が生じ、適切に印刷を行うことが困難になる。これに対し、このように構成した場合、インクの液滴が受ける空気抵抗を十分かつ適切に軽減できる。また、これにより、液滴の容量が小さいインクを充分な速度を保って適切に吐出することが可能になる。そのため、このように構成すれば、高精細な印刷を適切に行うことができる。
【００１９】
（構成４）減圧手段は、媒体とノズルとの間の領域の気圧を、０．５気圧以下に減圧する。減圧手段は、媒体とノズルとの間の領域の気圧を、好ましくは０．１気圧以下、より好ましくは０．０１気圧以下に減圧する。このように構成すれば、空気抵抗の影響を、より大きく軽減できる。
【００２０】
（構成５）インクジェット方式で印刷を行うインクジェットプリンタであって、媒体に対してインクを吐出するノズルを有するインクジェットヘッドを備え、インクは、モノマー及びオリゴマーの少なくとも一方を主成分として含み、当該主成分の重合により硬化するインクであり、インクに含まれる主成分の飽和蒸気圧は、１０ｍｍＨｇ以下であり、少なくとも媒体とインクジェットヘッドのノズルとの間の領域の気圧は、大気圧よりも低い圧力に減圧される。このように構成すれば、例えば、構成１と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
（構成６）インクジェット方式で印刷を行う印刷方法であって、モノマー及びオリゴマーの少なくとも一方を主成分として含み、当該主成分の重合により硬化するインクであって、主成分の飽和蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下であるインクを用い、少なくとも媒体とインクジェットヘッドのノズルとの間の領域の気圧を大気圧よりも低い圧力に減圧し、インクジェットヘッドのノズルにより、媒体に対してインクを吐出する。このようにすれば、例えば、構成１と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、例えば、インクジェットヘッドから吐出されるインクの液滴が受ける空気抵抗の影響を、十分かつ適切に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷システム１０の構成の一例を示す。印刷システム１０は、紙又はフィルム等の媒体５０に対してインクジェット方式で印刷を行う印刷システムであり、インクジェットプリンタ１４、及び真空ポンプ１６を備える。印刷システム１０は、例えば屋外広告やポスター、又は出版物等を印刷する産業用途の印刷システムであってよい。
【００２４】
ここで、本例において、印刷システム１０において、少なくともインクジェットプリンタ１４は、減圧室１２内に設けられる。減圧室１２は、インクジェットプリンタ１４を内部に収容する気密室であり、真空ポンプ１６により減圧される。また、印刷システム１０は、外部のホストＰＣ１８の制御に応じて、印刷を行う。ホストＰＣ１８は、インクジェットプリンタ１４の印刷動作を制御するコンピュータである。
【００２５】
インクジェットプリンタ１４は、インクジェット方式で印刷を行う印刷装置であり、インクジェットヘッド１０２、ガイドレール１０４、プラテン１０６、及びインクカートリッジ１０８を有する。インクジェットヘッド１０２は、媒体５０に対してインクを吐出するノズルを有する印刷ヘッドである。本例において、インクジェットヘッド１０２は、例えば、ノズルから、液滴の容量が１ｐｌ以下のインクを吐出する。液滴の容量は、好ましくは０．５ｐｌ以下、より好ましくは０．１ｐｌ以下である。
【００２６】
また、インクジェットヘッド１０２は、ガイドレール１０４に沿って所定のスキャン方向であるＹ方向へ往復運動することにより、Ｙ方向における媒体５０の各位置にインクの液滴を吐出する。更に、インクジェットヘッド１０２は、Ｙ方向と直交するＸ方向へ媒体５０に対して相対的に移動することにより、Ｘ方向における媒体５０の各位置に、インクの液滴を吐出する。
【００２７】
尚、インクジェットプリンタ１４は、例えば、媒体５０を搬送することにより、媒体５０に対して相対的に、Ｘ方向へインクジェットヘッド１０２を移動させる。この場合、インクジェットプリンタ１４は、例えば、媒体５０を搬送するローラ等を更に備える。インクジェットプリンタ１４は、例えば媒体５０の搬送を行わずに、インクジェットヘッド１０２の側を移動させてもよい。
【００２８】
ガイドレール１０４は、Ｙ方向へのインクジェットヘッド１０２の移動をガイドする部材であり、例えば、ホストＰＣ１８の指示に応じて、インクジェットヘッド１０２にスキャン動作を行わせる。プラテン１０６は、媒体５０を挟んでインクジェットヘッド１０２と対向する台部であり、インクの液滴が吐出される媒体５０を保持する。インクカートリッジ１０８は、インクジェットヘッド１０２が吐出するインクを貯蔵するカートリッジであり、例えばチューブ等のインク供給経路を介して、インクジェットヘッド１０２へインクを供給する。
【００２９】
真空ポンプ１６は、減圧手段の一例であり、例えばオペレータの操作に応じて、減圧室１２内の圧力を減圧する。これにより、真空ポンプ１６は、インクジェットプリンタ１４におけるインクジェットヘッド１０２のノズルと媒体５０との間の領域の気圧を、大気圧よりも低い圧力に減圧する。本例において、真空ポンプ１６は、この領域の気圧を、例えば０．５気圧以下（例えば０．００１〜０．５気圧）、好ましくは０．１気圧以下、より好ましくは０．０１気圧以下に減圧する。
【００３０】
尚、本発明の変形例において、真空ポンプ１６は、インクジェットプリンタ１４が備える構成として設けられてもよい。この場合、例えば、インクジェットプリンタ１４自体が印刷システム１０となる。また、インクジェットプリンタ１４の全体を収容する減圧室１２に代えて、例えばインクジェットプリンタ１４が備える構成として、減圧室が設けられてもよい。この減圧室は、例えば、少なくともインクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の領域を囲む気密室である。この場合、真空ポンプ１６は、この減圧室内を減圧することにより、インクジェットヘッド１０２のノズルと媒体５０との間の領域の気圧を、大気圧よりも低い圧力に減圧する。減圧室は、インクジェットプリンタ１４に取り外し可能に乗り付けられる印刷ユニット内に設けられてもよい。また、印刷システム１０で用いられる媒体５０は、例えば立体的な媒体等の、被印刷面に凹凸を有する媒体であってもよい。
【００３１】
ここで、本例で用いられるインクについて、詳しく説明する。本例において、インクは、モノマーの重合により硬化するインクである。このようなインクとしては、例えば、紫外線の照射に応じてモノマーが重合して硬化するＵＶ硬化型のインクを用いることができる。
【００３２】
この場合、ＵＶ硬化型のインクは、例えば、顔料、分散剤、開始剤（増感剤）、ゲル化防止剤、表面調整剤、モノマー、及びオリゴマーを含む。このうち、モノマーの含有量は、例えば６５〜８５％、オリゴマーの含有量は、例えば１０〜２０％である。顔料の含有量は、例えば４％程度、開始剤の含有量は、例えば７％程度である。分散剤、ゲル化防止剤、及び表面調整剤の含有量は、それぞれ数％である。
【００３３】
また、この場合、主成分であるモノマーの飽和蒸気圧は、例えば１０ｍｍＨｇ以下（例えば０．０１〜１０ｍｍＨｇ）、好ましくは５ｍｍＨｇ以下（例えば２〜３ｍｍＨｇ）である。また、含有量の多い成分であるオリゴマー、及び開始剤の飽和蒸気圧も、１０ｍｍＨｇ以下（例えば０．０１〜１０ｍｍＨｇ）、好ましくは５ｍｍＨｇ以下（例えば２〜３ｍｍＨｇ）であることが望ましい。また、その他の成分の飽和蒸気圧も、１０ｍｍＨｇ以下（例えば０．０１〜１０ｍｍＨｇ）、好ましくは５ｍｍＨｇ以下（例えば２〜３ｍｍＨｇ）であることが望ましい。
【００３４】
本例によれば、真空ポンプ１６により減圧室１２内を減圧する場合に、インクの蒸気圧の影響を適切に抑えることができる。また、これにより、減圧室１２内を適切に減圧し、インクの液滴が受ける空気抵抗を十分かつ適切に低減できる。
【００３５】
また、本例においては、モノマーの重合により硬化するインクを用いることにより、インクの成分の蒸発によらずに、媒体５０にインクを定着させることができる。そのため、本例によれば、成分の飽和蒸気圧が低いインクを用いて、適切に印刷を行うことができる。
【００３６】
尚、モノマーの重合により硬化するインクとしては、例えば加熱により硬化する熱硬化型インクや、電子線等の照射により硬化するインクを用いることもできる。これらの場合も、各成分の飽和蒸気圧は、上記と同一又は同様とすることが好ましい。このようにすれば、ＵＶ硬化型インクを用いる場合と同様に、成分の飽和蒸気圧が低いインクを用いて、適切に印刷を行うことができる。
【００３７】
図２は、インクの液滴の運動エネルギーと空気抵抗の関係について説明するグラフである。本グラフにおいては、運動エネルギー及び空気抵抗の各成分を示す曲線及び直線が座標点（１，１）で交わるように、正規化を行っている。
【００３８】
インクの速度をｖとした場合、液滴の運動エネルギーＥは、Ｅ＝（１／２）ｍｖ２となる。また、液滴の半径をｒとした場合、液滴の質量ｍは体積に比例するため、質量ｍは、ｒ３に比例することとなる。そのため、液滴の速度ｖが一定の場合、液滴の運動エネルギーｖは、ｒ３に比例することとなる。
【００３９】
また、液滴が受ける空気抵抗には、液滴の半径ｒに比例する成分の空気抵抗ＲＳと、液滴の断面積に比例する成分の空気抵抗ＲＬとがあることが知られている。また、液滴の断面積は、ｒ２に比例するため、空気抵抗ＲＬは、ｒ２に比例する。
【００４０】
そのため、例えば液滴の半径ｒが十分に小さい場合、空気抵抗ＲＳの成分の方が大きくなり、液滴は、実質的に半径ｒに比例する空気抵抗を受ける。また、液滴の半径ｒが十分に大きい場合、空気抵抗ＲＬの成分の方が大きくなり、液滴は、実質的に半径ｒの２乗（ｒ２）に比例する空気抵抗を受ける。そして、液滴の半径ｒが、両者の間の大きさの場合、液滴は、空気抵抗ＲＳの成分と空気抵抗ＲＬの成分とを合わせた空気抵抗を受ける。この場合、インクの液滴が実際に受ける空気抵抗は、グラフにおいて、空気抵抗ＲＬを示す曲線と、空気抵抗ＲＳを示す直線とに挟まれる領域の値を取ることとなる。
【００４１】
そのため、インクの液滴の運動エネルギーと空気抵抗の関係を考えると、グラフから分かるように、半径ｒが大きい場合、液滴の運動エネルギーＥは、空気抵抗と比べて大きくなる。そして、液滴の運動エネルギーＥが空気抵抗よりも十分に大きければ、液滴は、空気抵抗の影響を受けにくくなる。一方、半径ｒが小さい場合、液滴の運動エネルギーＥは、空気抵抗と比べて小さくなる。そのため、半径ｒが小さくなる程、液滴は、空気抵抗の影響を受けやすくなる。
【００４２】
図３は、インクの液滴が受ける空気抵抗の影響の一例を示す図である。尚、本例のインクジェットプリンタ１４（図１参照）において、インクジェットヘッド１０２は、複数のノズルを有する。しかし、以下の説明においては、説明の便宜上、インクジェットヘッド１０２の１個のノズル２０２から吐出されるインクの液滴についてのみ説明を行う。
【００４３】
図３（ａ）は、Ｙ方向へ移動中のインクジェットヘッド１０２からインクが吐出される様子の概略の一例を示す。本例において、インクジェットヘッド１０２は、ノズル２０２から、初速度ｖで、鉛直下方へインクを吐出する。また、インクジェットヘッド１０２は、Ｙ方向へ移動速度Ｖで移動する。
【００４４】
ここで、Ｙ方向における位置（Ｙ座標）がＹ０の地点においてインクジェットヘッド１０２がインクを吐出する場合を考える。この場合、仮に、インクジェットヘッド１０２の移動速度Ｖが０であるとすれば、吐出されたインクの液滴は、そのまま、媒体５０上におけるＹ座標がＹ０の位置へ着弾する。
【００４５】
しかし、実際の印刷時のように、インクジェットヘッド１０２が移動速度Ｖで移動しつつインクを吐出する場合、インクの着弾位置（到達点）のＹ座標は、Ｙ０からずれることとなる。そして、インクの初速度ｖが小さくなる程、着弾位置のずれは大きくなる。例えば、ある初速度でインクを吐出した場合の着弾位置のＹ座標をＹ１、それよりも小さなある初速度でインクを吐出した場合の着弾位置のＹ座標をＹ２とした場合、後者におけるずれ量ΔＹ２＝Ｙ２−Ｙ０は、前者におけるずれ量ΔＹ１＝Ｙ１−Ｙ０よりも大きくなる。
【００４６】
更に、インクジェットヘッドから吐出された後、媒体５０に着弾するまでの間、インクの液滴の速度は、空気抵抗の影響を受ける。そのため、例えば、インクジェットヘッド１０２から吐出されたインクの液滴の速度は、インクの液滴の運動エネルギーと空気抵抗のバランスで、次第に減速する。
【００４７】
その結果、液滴の運動エネルギーと比べて空気抵抗が大きい場合、単に着弾位置がずれるだけではなく、例えば速度が小さくなり過ぎ、ミスト化が生じてしまうこととなる。そのため、例えば大気圧中のように、インクの液滴が受ける空気抵抗の影響が大きい場合、液滴の運動エネルギーを小さくすると、液滴を適切に吐出することが困難になる場合がある。
【００４８】
尚、空気抵抗の影響を抑えるためには、液滴の質量又は吐出の初速度を大きくすることにより、液滴の運動エネルギーを大きくすればよいようにも考えられる。しかし、近年求められている高精細な画質での印刷を行うためには、液滴のサイズを小さくすることが必要である。そのため、液滴の質量を大きくすることは困難である。また、吐出の初速度についても、インクジェットプリンタの構成上、様々な最適化が行われるものであり、簡単に大きくはできない。また、小さな液滴の初速度を大きくし過ぎれば、表面張力で液滴形状を維持できなくなり、適切な吐出を行えなくなる。
【００４９】
また、インクのミスト化を防ぐためには、例えばインクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離を小さくすればよいようにも考えられる。しかし、両者の間の距離を小さくしすぎると、媒体５０の搬送時やインクジェットヘッド１０２のスキャン時等に媒体５０とインクジェットヘッド１０２との接触等の問題が発生するおそれもある。そのため、インクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離は、少なくとも一定の距離以上空ける必要がある。従って、インクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離を小さくすることのみでインクのミスト化を十分に防ぐことも困難である。
【００５０】
図３（ｂ）は、水平方向へインクを吐出する場合の液滴の様子の概略の一例を示す。インクジェットプリンタ１４において、インクジェットヘッド１０２の構成は、ノズル２０２から水平方向へインクを吐出する構成とすることも考えられる。この場合、液滴は、空気抵抗に加え、鉛直下方への重力を受ける。そのため、空気抵抗により速度が低下すると、液滴は、媒体５０に向かわず、鉛直下方へ落下することとなる。また、液滴の運動エネルギーと空気抵抗のバランスによっては、速度の低下により、インクのミスト化が生じることとなる。そのため、この場合も、インクの液滴が受ける空気抵抗の影響が大きい場合、液滴の運動エネルギーを小さくすると、液滴を適切に吐出することが困難になる。
【００５１】
図４は、インクの液滴の飛距離について説明する図である。図４（ａ）は、大気圧下における液滴の半径と最大飛距離との関係の一例を示すグラフである。図２に関連して説明したように、インクの液滴の半径が大きくなると、液滴の運動エネルギーは大きくなる。そして、液滴の運動エネルギーが大きい場合、空気抵抗の影響を受けにくくなる。そのため、グラフに示したように、インクの液滴の半径が大きくなる程、液滴を適切に吐出し得る最大距離は大きくなる。
【００５２】
ここで、インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離は、例えば２ｍｍ程度以上空けることが必要となる。そのため、インクの液滴の最大飛距離は、２ｍｍ程度以上とする必要がある。
【００５３】
また、グラフに示したように、大気圧下において、最大飛距離を２ｍｍ以上とするためには、液滴の半径を、例えば７μｍ以上と必要がある。この半径は、例えば、容量が約３ｐｌの液滴の半径に相当する。尚、例えば最大飛距離を１ｍｍ以上とするためには、液滴の容量を、例えば、１ｐｌ以上とする必要がある。
【００５４】
このように、大気圧下においては、空気抵抗の影響が大きいため、例えば、液滴の容量を一定にした場合、インクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離の上限が大きく制限されることとなる。また、逆の観点から考えた場合、インクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離を必要な距離だけ空けた場合、より高精細な印刷を行おうとしても、液滴の容量を十分に小さくすることが困難になるおそれがある。
【００５５】
図４（ｂ）は、インクジェットヘッド１０２のノズル２０２と媒体５０との間の領域の気圧と液滴の最大飛距離との関係の一例を示す表であり、液滴の容量が３ｐｌの場合の関係を示す。液滴の容量が３ｐｌの場合、大気圧（１気圧）下においては、図４（ａ）を用いて説明したように、最大飛距離は、約２ｍｍとなる。
【００５６】
これに対し、本例の印刷システム１０の構成により、ノズル２０２と媒体５０との間の領域の気圧を、０，５気圧、０．１気圧、及び０．０１気圧にそれぞれ減圧すると、空気抵抗の影響が抑えられるため、最大飛距離は、例えば、４ｍｍ、２０ｍｍ、及び２００ｍｍにそれぞれ増大する。そのため、本例によれば、例えば、インクの液滴の容量を一定にした場合、液滴の最大飛距離を適切に増大させることができる。更には、これにより、例えば、インクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離を適切に空けることができる。
【００５７】
また、具体的な数値の記載は省略するが、例えばインクの容量がより小さい場合も同様に、ノズル２０２と媒体５０との間の領域の気圧を減圧することにより、インクのミスト化等を防ぎ、液滴の最大距離を増大させることができる。そのため、例えばインクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離を必要な距離だけ空けた場合、適切に吐出し得る液滴の容量は、減圧により、より小さくなる。
【００５８】
これにより、例えば、液滴の容量が１ｐｌ以下、０．５ｐｌ以下、又は０．１ｐｌ以下等の場合にも、空気抵抗の影響を抑え、インクジェットヘッド１０２と媒体５０との間の距離を必要な距離だけ空けて、インクを適切に吐出することが可能になる。そのため、本例によれば、例えば、インクジェットヘッド１０２から吐出されるインクの液滴が受ける空気抵抗の影響を、十分かつ適切に低減できる。また、これにより、高精細な印刷を適切に行うことができる。また、例えば液滴を小さくせずに、１ｐｌより大きいインクの液滴を吐出すると、例えば１ｃｍ、２ｃｍ、５ｃｍあるいはそれ以上の距離を空けて、高精細な印刷を行うことができる。
【００５９】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、例えば印刷システムに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る印刷システム１０の構成の一例を示す図である。
【図２】インクの液滴の運動エネルギーと空気抵抗の関係について説明するグラフである。
【図３】インクの液滴が受ける空気抵抗の影響の一例を示す図である。図３（ａ）は、Ｙ方向へ移動中のインクジェットヘッド１０２からインクが吐出される様子の概略の一例示す。図３（ｂ）は、水平方向へインクを吐出する場合の液滴の様子の概略の一例を示す。
【図４】インクの液滴の飛距離について説明する図である。図４（ａ）は、大気圧下における液滴の半径と最大飛距離との関係の一例を示すグラフである。図４（ｂ）は、インクジェットヘッド１０２のノズル２０２と媒体５０との間の領域の気圧と液滴の最大飛距離との関係の一例を示す表である。
【符号の説明】
【００６２】
１０・・・印刷システム、１２・・・減圧室、１４・・・インクジェットプリンタ、１６・・・真空ポンプ（減圧手段）、１８・・・ホストＰＣ、５０・・・媒体、１０２・・・インクジェットヘッド、１０４・・・ガイドレール１０４、１０６・・・プラテン、１０８・・・インクカートリッジ、２０２・・・ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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